[发明专利]一种基于工件点云模型的蒙皮工艺模型修正方法

权利要求书

1.一种基于工件点云模型的蒙皮工艺模型修正方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：对根据设计模型M^d加工得到的工件进行三维扫描，得到工件点云，对工件点云进行去噪处理得到点云模型M^s，对齐点云模型M^s与设计模型M^d，创建参考线，通过参考线创建参考面集，将参考面集与M^s及M^d相交，分别得到截面线集C^s和C^d；

步骤2：对设计模型截面线集C^d与点云模型的截面线集C^s进行回弹修正前的预处理，得到设计模型截面线集中每一条截面线的离散点集CP_i^d以及与其对应的点云模型截面线的离散点集CP_i^s，并将截面线各自的离散点集进行左右分组：的离散点集分为左半段离散点集CP_i^dl与右半段离散点集CP_i^dr，的离散点分为左半段离散点集CP_i^sl与右半段离散点集CP_i^sr；

步骤3：基于离散曲率的公式，对蒙皮的设计模型截面线的离散点集CP_i^d中离散点的离散曲率与点云模型截面线的离散点集CP_i^s中离散点的离散曲率进行计算：

步骤3.1：分别将设计模型与点云模型左半段离散点集CP_i^dl和CP_i^sl中的相邻离散点两两相连得到平面折线和其中中的离散点对应于中的离散点

步骤3.2：对于每一条截面线，以最高点处为原点，沿截面线切线方向为X轴，法线方向为Y轴建立直角坐标系，获取每个离散点的坐标，并依据坐标计算每个离散点处的离散曲率；其中处的离散曲率为

为离散点的坐标，和分别表示到和的距离；

步骤3.3：对设计模型左半段截面线离散点离散曲率集合和点云模型左半段截面线离散点离散曲率集合中的每对元素做形如的线性运算，得到工艺模型截面线左半段离散点的离散曲率集合

步骤3.4：分别将设计模型与点云模型右半段离散点集CP_i^dr和CP_i^sr中的相邻离散点两两相连得到平面折线和其中中的离散点对应于中的离散点；

步骤3.5：对于每一条截面线，以最高点处为原点，沿截面线切线方向为X轴，法线方向为Y轴建立直角坐标系，获取每个离散点的坐标，并依据坐标计算每个离散点处的离散曲率；其中处的离散曲率为

为离散点的坐标，和分别表示到和的距离；

步骤3.6：对设计模型右半段截面线离散点离散曲率集合和点云模型右半段截面线离散点离散曲率集合中的每对元素做形如的线性运算，得到工艺模型截面线右半段离散点的离散曲率集合

步骤4：根据工艺模型截面线离散点集对应的离散曲率值，结合设计模型截面线离散点集CP_i^d中离散点的坐标位置，计算工艺模型截面线离散点的位置，并重构工艺模型截面线，得到截面线集C^c：

步骤4.1：确定工艺模型截面线左半段离散点的位置：

对于第i条截面线，工艺模型离散点集与设计模型离散点集中左半段第一个顶点应该具有相同的位置，即而第二个点的计算公式为

其中为设计模型离散点间的距离，这里是的第一条边向量与X轴所夹锐角，为和的各自前两个点对应线段的夹角

步骤4.2：从工艺模型离散点集左半段第二个点开始，根据公式

计算工艺模型离散点集左半段第三个点到最后一个点的坐标，其中为和的第j个及第j+1个点对应线段的夹角；

步骤4.3：确定工艺模型截面线左半段离散点的位置：

对于第i条截面线，工艺模型离散点集与设计模型离散点集中右半段第一个顶点应该具有相同的位置，即而第二个点的计算公式为

其中这里是的第一条边向量与X轴所夹锐角，为和的各自前两个点对应线段的夹角

步骤4.4：从工艺模型离散点集右半段第二个点开始，根据公式

计算工艺模型离散点集右半段第三个点到最后一个点的坐标，其中为和的第j个及第j+1个点对应线段的夹角；

步骤4.5：将工艺模型每条截面线的离散点集组合并进行b样条拟合得到样条曲线，从而得到工艺模型M^c的截面线集C^c

步骤5：利用截面线集C^c中的截面线重构工艺模型M^c。